Incompetência divina, a fontossíntese não é tão boa como poderia ser

Insane_Boy

Cientistas querem engarrafar energia solar e turbinar fotossíntese das plantas

Energia solar engarrafada

Cientistas apresentaram uma série de avanços na área da fotossíntese artificial durante a reunião anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS), que está acontecendo no Canadá.

Além das folhas artificiais, o interesse agora está centrando-se em uma corajosa tentativa de "otimização da fotossíntese".

Segundo três dos principais pesquisadores da área, estamos um pouco mais perto de "engarrafar" a energia do Sol, usando-a para produzir combustíveis líquidos diretamente.

E, segundo eles, já é possível sonhar com plantas "turbinadas" para produzir super colheitas.

Otimização da fotossíntese

A fotossíntese permite que os sistemas biológicos capturem a energia do Sol e utilizem-na para produzir alimentos e combustível.

É um dos processos biológicos mais importantes na Terra. Mas os cientistas afirmam que ela não é tão eficiente como poderia ser.

Restrições naturais do processo fazem com que a fotossíntese - em termos de energia - alcance menos de 1% de eficiência em muitas culturas importantes.

É por isso que os cientistas acreditam que há uma margem significativa para melhoria.

Matéria completa: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=engarrafar-energia-solar-turbinar-fotossintese-plantas&id=010115120220

Fernando_Silva

A eficiência da fotossíntese é baixíssima. Funciona no caso das plantas porque elas praticamente não se mexem e não têm um sistema nervoso para devorar energia.

Neuromancer

Insane_Boy disse: É por isso que os cientistas acreditam que há uma margem significativa para melhoria.

Todas as plantas que realizam fotossíntese a fazem da mesma forma? Não há alguma variação entre espécies diferentes?

Fernando_Silva disse: A eficiência da fotossíntese é baixíssima. Funciona no caso das plantas porque elas praticamente não se mexem e não têm um sistema nervoso para devorar energia.

E quanto à eficiência da respiração? É otimizada? Não há espaço para melhorias?
Se pudéssemos reduzir a alimentação de animais que possuíssem uma respiração melhor poderíamos aumentar a produção de carne.
Melhorar a respiração de humanos, acredito eu, somente nos faria mais gordos, já que a imensa maioria da população come mais calorias do que necessita.

Insane_Boy

Neuromancer disse: nsane_Boy disse: É por isso que os cientistas acreditam que há uma margem significativa para melhoria.

Todas as plantas que realizam fotossíntese a fazem da mesma forma? Não há alguma variação entre espécies diferentes?

Sinceramente, não sei responder, eu não sou da área. Fica a pergunta pra quem souber.

Insane_Boy

Diga-se de passagem que está matéria me pegou de surpresa, como não sou da área, eu imaginei que a evolução tinha atingido taxas mais elevadas de eficiência (de modo geral) que os painéis solares (que é em torno de 16-20%), mas, se você analisar a questão, a evolução não é um processo de otimização se não houver necessidade, a seleção natural "apruma" o individuo para o ambiente em que ele vive, se não há necessidade de extrema eficiência, por que isto ocorreria? O interessante é que um criacionista poderia usar isto para justificar o motivo de Deus não ter otimizado tanto certas culturas, mas, se ele o tivesse feito, não teríamos que refazer o serviço Dele.

Fernando_Silva

Neuromancer disse: E quanto à eficiência da respiração? É otimizada? Não há espaço para melhorias?

O que você chama de 'eficiência da respiração' ?

O oxigênio é usado para queimar os alimentos e produzir energia. Se o processo se tornar mais eficiente, apenas queimaremos mais rápido, mas ... é isto que queremos? O ideal é queimar o que for necessário naquele momento e guardar o resto como reserva.

Talvez essa eficiência só faça sentido para atletas, que precisam dispor de muita energia rapidamente. E há o caso de quem vive em grandes altitudes e se adapta à falta de oxigênio. Os tibetanos, por exemplo, são chineses que sofreram uma mutação e aproveitam melhor o ar rarefeito. Ou os bolivianos que vivem em grandes altitudes.

Neuromancer disse: Todas as plantas que realizam fotossíntese a fazem da mesma forma? Não há alguma variação entre espécies diferentes?

Não sou biólogo, mas deve haver alguma diferença, já que há plantas que requerem muito sol e outras vivem bem com pouca luz.

Neuromancer

Fernando_Silva disse: O oxigênio é usado para queimar os alimentos e produzir energia. Se o processo se tornar mais eficiente, apenas queimaremos mais rápido, mas ... é isto que queremos? O ideal é queimar o que for necessário naquele momento e guardar o resto como reserva.

Não queimar mais rápido e sim queimar melhor. Nenhum processo de transformação é 100% eficaz, o processo de queima dos motores automotivos, por exemplo, é de cerca de 25% de aproveitamento. No caso dos seres vivos eu não sei qual é a taxa de eficiência. Mas dúvido que esteja no máximo ou perto disso.

Neuromancer

Fernando_Silva disse: Talvez essa eficiência só faça sentido para atletas, que precisam dispor de muita energia rapidamente. E há o caso de quem vive em grandes altitudes e se adapta à falta de oxigênio. Os tibetanos, por exemplo, são chineses que sofreram uma mutação e aproveitam melhor o ar rarefeito. Ou os bolivianos que vivem em grandes altitudes.

Já ouvi um biólogo dizendo que estas pessoas que vivem em altas altitudes compensam este déficit ou aumentando a frequência da respiração e batimentos cardíacos ou aumentando a taxa de hemoglobina no sangue.

Fernando_Silva

Neuromancer disse: Não queimar mais rápido e sim queimar melhor. Nenhum processo de transformação é 100% eficaz, o processo de queima dos motores automotivos, por exemplo, é de cerca de 25% de aproveitamento. No caso dos seres vivos eu não sei qual é a taxa de eficiência. Mas dúvido que esteja no máximo ou perto disso.

O processo de queima dos motores automotivos utiliza 100% do combustível, a menos que o motor esteja desregulado: ar demais ou combustível demais.

O que é ineficiente é o processo de transformação do combustível em energia. O ideal seria e=mc², ou seja, toda a matéria transformada em energia.

Nosso corpo queima glicose do mesmo jeito e sua eficiência é limitada do mesmo jeito e não devido à queima incompleta ou coisa assim. O que dá para aperfeiçoar é a rapidez de fornecimento e queima desse combustível e eliminação dos resíduos, algo que os atletas desenvolvem com exercícios, por exemplo.

Neuromancer

Fernando_Silva disse: O processo de queima dos motores automotivos utiliza 100% do combustível, a menos que o motor esteja desregulado: ar demais ou combustível demais.

Não é isso que eu quis dizer. O motor do carro tem por finalidade transformar a energia contida nas ligações químicas dos compostos carbônicos (diesel, gasolina, álcool, etc) em movimento. Mas essa transformação não é perfeita, parte dela se transforma em luz, outra parte em som e outra é desperdiçada na forma de calor. O motor elétrico, por exemplo, é capaz de um transformação melhor (mais de 40%), ele não produz tanto calor nem tanto ruído.
Para saber qual é a eficiência energética de um motor temos que medir a quantidade de energia contida nos reagentes, depois medir a quantidade de energia nos produtos (obtendo aí a variação de entalpia), se essa quantidade de energia que variou entre os reagentes e os produtos fosse totalmente transformada em movimento então teríamos uma taxa de eficiência de 100%.

Fernando_Silva disse: O que é ineficiente é o processo de transformação do combustível em energia. O ideal seria e=mc², ou seja, toda a matéria transformada em energia.

Você devaneou um pouquinho aqui...
Temos duas coisas diferentes. Uma é o processo de transformação ser ineficiente. Que é o caso da má mistura do combustível com o ar, fazendo como produto o monóxido de carbono, cuja queima não foi completa e portanto poderia ser aprimorada.
A outra é o aproveitamento de toda a energia liberada pela queima para os fins a que se pretende, que no caso dos motores é o movimento.

Adendo, no caso de lâmpadas incandescentes o processo de transformação é bem ineficaz. Faz-se uma corrente elétrica passar por um filamento que se aquece e produz luz. Mas no processo temos quase tanto calor produzido quanto luz, mas o objetivo da lâmpada é só iluminar, logo o calor é desperdício.
Como lâmpadas fluorescentes não produzem tanto calor produzindo quantidades similares de luz, então elas são mais eficientes.